Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»кафедра физики
ОТЧЕТпо лабораторной работе № 2н«НЕУПРУГОЕ СОУДАРЕНИЕ ШАРОВ.»Выполнил: Гермаш А. В.Группа № : 2373Преподаватель: Лоскутников В. С.
Вопросы
|
Задачи ИДЗ
|
Даты коллоквиума
|
Итог
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Санкт-Петербург, 2022
Цель работы.Экспериментальная проверка законов сохранения импульса и энергии при абсолютно неупругом столкновении шаров, подвешенных на бифилярных подвесах, по углу их совместного отклонения после столкновения.
Приборы и принадлежности. Лабораторная установка для изучения неупругого удара (рис. 2.1) представляет собой два стальных шара с массами m1 и m2 (на боковой поверхности шара m2 в точке столкновения нанесен пластилин), закрепленных на бифилярных подвесах 3. Длины бифилярных подвесов от оси их подвеса до центров масс шаров одинаковы и равны L. Шар m1 может удерживаться в отклоненном положении электромагнитом 4. Положение электромагнита может изменяться за счет поворота штанги 5. Начальный угол отклонения подвеса шара m1 от вертикального положения определяется с помощью поворотного индикатора 6 и шкалы 7. Поворотный индикатор 8 со шкалой 9 позволяет определить угол совместного отклонения бифилярных подвесов слипшихся шаров после удара. Устройство 10 позволяет предотвратить отклонение шаров после соударения, если это необходимо. Управление электромагнитом осуществляется с помощью блока 11.
Установка имеет два режима работы, регулируемых тумблером «плоскость» / «удар», находящимся в ее нижней части слева.
Исследуемые закономерности.
Если шар m2 до столкновения покоился (v2 0), то скорость шаров после их столкновения и выделившееся при ударе тепло будут равны
В данной работе в опыте измеряются не скорости шаров, а углы отклонения 0 и подвесов, на которых шары подвешены, до и после удара.
Если шар m1 до столкновения был отклонен от положения равновесия на угол 0, то он относительно своего начального положения поднимется на высоту 
h0 = L1 - cos α0,"}" align="bottom" width="135" height="22" border="0"/> где L – расстояние от оси вращения подвесов до центра масс шара.
Согласно закону сохранения энергии 
m1gh0=m1v122"}" align="bottom" width="99" height="40" border="0"/> шар m1 перед столкновением с покоящимся шаром m2 будет иметь скорость
После столкновения шаров их подвесы отклонятся на угол и шары поднимутся на высоту 
h = L1-cos a"}" align="bottom" width="109" height="13" border="0"/> .
А их скорость после столкновения согласно закону сохранения энергии будет равна
Подставляя полученные выражения для скоростей 1v и v в первую формулу (2.1), получим формулу для косинуса угла отклонения подвесов после неупругого удара:
Протокол наблюденийЛабораторная работа №2н.«НЕУПРУГОЕ СОУДАРЕНИЕ ШАРОВ.»
 a0"}" align="bottom" hspace="1" width="23" height="20" border="0"/>
|
№
|
 x0 = cos a0"}" align="bottom" width="82" height="15" border="0"/>
|
 θx0=sin a0 θa"}" align="bottom" vspace="1" width="81" height="20" border="0"/>
|
 y = 1 - m1m1+m221-x0"}" align="bottom" width="162" height="42" border="0"/>
|
 θy=m1m1+m22θx0"}" align="bottom" width="124" height="49" border="0"/>
|
 a"}" align="bottom" width="10" height="8" border="0"/>
|
 x = cos a"}" align="bottom" width="59" height="7" border="0"/>
|
 θx=sin aθa"}" align="bottom" width="70" height="16" border="0"/>
|
20°
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
30°
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
40°
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
50°
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
60°
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
Константы эксперимента
 m1, г"}" align="bottom" hspace="1" width="50" height="18" border="0"/>
|
 m2, г"}" align="bottom" width="47" height="17" border="0"/>
|
L, см
|
 45±1"}" align="bottom" width="47" height="14" border="0"/>
|
 131±1"}" align="bottom" vspace="1" width="52" height="13" border="0"/>
|
 23,9 ± 0,1"}" align="bottom" width="85" height="14" border="0"/>
|
Выполнил: Гермаш А. В.Группа № : 237311.11.2022Преподаватель: Лоскутников В. С.